污水廠除磷技術的探討

㈠ 污水除磷主要方法有哪些

工業廢水除磷，主要採用生物除磷和化學除磷。
1、生物除磷是通過活性污泥產生揮發性回的有機酸作為聚答磷菌生長所需的營養物質，促進活性污泥的生長、繁殖。這種方法還能將難以進行物化處理的有機磷與偏磷轉化為能採用化學處理的正磷。不過，這種方式會使磷殘留於生物體內，而微生物在境轉換後很可能會重新釋放出來。
2、化學除磷劑除磷法能夠比較快速地處理污水中的正磷，適應性比較強，但是它相對地會降低污泥濃度、增加水中的污泥量，出現金屬物質影響，產生顏色等。

㈡ 污水中生物除磷的原理

生物除磷原理：利用聚磷菌分別在厭氧（放磷）條件下和好氧（吸磷）條件下發生的作用，最終通過排泥作用將磷（鹽）除去 過程利用就是AAO生物反應工藝。

水處理除磷劑：主要用於去除無機磷、有機磷等水體中的總磷，有效解決水體富營養化，用於電鍍、線路板、化工、生活污水等廢水處理中。具有吸附、架橋、混凝、共沉澱、網捕、置換、離子交換等作用機理，在強化去除重金屬離子、COD、氨氮、色度、懸浮物等方面具有明顯的優勢。

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生物除磷的基本過程

1、除磷菌的過量攝取磷

好氧條件下，除磷菌利用廢水中的BOD5或體內貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ATP，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內。

2、除磷菌的磷釋放

在厭氧條件下，除磷菌能分解體內的聚磷酸鹽而產生ATP，並利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內，以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存於細胞內，同時還將分解聚磷酸鹽所產生的磷酸排出體外。

3、富磷污泥的排放

在好氧條件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多，廢水生物除磷工藝是利用除磷菌的這一過程，將多餘剩餘污泥排出系統而達到除磷的目的。

㈢ 污水生物除磷原理

污水生物除磷原理

城市污水所含的磷主要來源於人類活動的排泄物及廢棄物、工礦企業、合成洗滌劑和家用清洗劑等，所存在的含磷物質基本上都是不同形式的磷酸鹽。那麼污水生物除磷原理和工藝是怎麼樣的呢？我們一起來了解一下！

1.生物除磷的基本原理

在廢水生物除磷過程中，活性污泥在好氧、厭氧交替條件下時，在活性污泥中可產生所謂的“聚磷菌”，聚磷菌在好氧條件下可超出其生理需要而從廢水中過量攝取磷，形成多聚磷酸鹽作為貯藏物質。在生物除磷污水處理廠中，都能觀察到聚磷菌對磷的轉化過程，即厭氧釋放磷酸鹽——好氧吸收磷，也就是說，厭氧釋放磷是好氧吸收磷和最終除磷的前提條件。 2.生物除磷的影響因素

⑴有機物負荷及其性質

⑵溫度

溫度對除磷效果的影響不如對生物脫氮過程的影響那麼明顯，在一定溫度范圍內，溫度變化不是十分大時，生物除磷都能成功運行。試驗表明，生物除磷的溫度宜大於10℃，因為聚磷菌在低溫時生長速度會減慢。

⑶溶解氧

由於磷是在厭氧條件下被釋放、好氧條件下被吸收而被去除，因此，溶解氧對磷的去除速率和去除量影響很大。溶解氧的影響體現在厭氧區和好氧區兩個方面。

⑷厭氧區的硝態氮

在生物除磷工藝中，硝酸鹽的.去除是除磷的先決條件。進入生物除磷系統厭氧區的硝態氮會降低除磷能力。

⑸泥齡

由於生物脫磷系統主要是通過排除剩餘污泥去除磷的，因此，處理系統中泥齡的長短對污泥攝磷作用及剩餘污泥的排放量有直接的影響，從而決定系統的脫磷效果，以除磷為目的的污水處理系統的污泥齡一般控制在3.5～7d。

⑹pH值

生物除磷系統合適的pH值范圍與常規生物處理相同，為中性和弱鹼性。較高的pH值會導致磷酸鈣的沉積，堵塞管道，影響污水廠的正常運行。

2.除磷的典型工藝

典型工藝為A/O除磷工藝，由活性污泥反應池和二沉池構成。活性污泥反應池分為厭氧區和好氧區，污水和污泥順次經厭氧和好氧交替循環流動。迴流污泥進入厭氧池，微生物在厭氧條件下吸收去除一部分有機物，並釋放出大量的磷，然後進入好氧池並在好氧條件下攝取比在厭氧條件下所釋放的更多的磷，同時廢水中有機物得到好氧降解，部分富磷污泥以剩餘污泥的形式排出處理系統，實現磷的去除。同時生物脫氮除磷典型工藝

在厭氧-缺氧的工藝基礎上為了能達到同時脫氮除磷的目的，增設了一個缺氧區，並使好氧區中的混合液迴流至缺氧區，使其進行反硝化脫氮，也就是將生物脫氮與生物除磷工藝進行組合。

污水首先進入厭氧池，可生物降解的大分子有機物在兼性厭氧的發酵細菌作用下轉化為揮發性的脂肪酸。隨後污水進入缺氧池，反硝化細菌利用好氧區中經混合液迴流而帶來的硝態氮作為底物，同時利用污水中的有機碳源進行反硝化，達到同時降低有機物和脫氮的目的。接下來，污水進入好氧池，聚磷菌在此除了吸收和利用污水中殘留的可生物降解的有機物外，主要是分解體內貯存的PHB。

該工藝的特點是：通過厭氧、缺氧、好氧交替運行，具有同步脫氮除磷的功能，基本上不存在污泥膨脹問題;工藝流程簡單，總水力停留時間短，不需外加碳源。缺點是因受到污泥齡、迴流污泥中挾帶的溶解氧和硝酸鹽氮的限制，除磷效果不可能十分理想。

㈣ 污水中磷的處理方法

磷的去除有化學除磷生物除磷兩種工藝，生物除磷是一種相對經濟的除磷方法，但由於該除磷工藝目前還不能保證穩定達到0.5mg/l出水標準的要求，所以要達到穩定的出水標准，常需要採取化學除磷措施來滿足要求。
化學除磷是通過化學沉析過程完成的，化學沉析是指通過向污水中投加無機金屬鹽葯劑，其與污水中溶解性的鹽類，如磷酸鹽混合後，形成顆粒狀、非溶解性的物質，這一過程涉及的是所謂的相轉移過程，反應方程舉例如式1。實際上投加化學葯劑後，污水中進行的不僅僅是沉析反應，同時還進行著化學絮凝反應，所以必須區分化學沉析和化學絮凝的差異。
FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1
污水沉析反應可以簡單的理解為：水中溶解狀的物質，大部分是離子狀物質轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程，絮凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過程，所以絮凝不是相轉移過程。
在污水凈化工藝中，絮凝和沉析都是極為重要的，但絮凝是用於改善沉澱池的沉澱效果，而沉析則用於污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工藝實現相的轉換，則當向污水中投加了溶解性的金屬鹽葯劑後，一方面溶解性的磷轉換成為非溶解性的磷酸金屬鹽，也會同時產生非溶解性的氫氧化物(取決於PH值)。另一方面，隨著沉析物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物，使穩定的膠體脫穩，通過速度梯度或擴散過程使脫穩的膠體互相接觸生成絮凝體。最後通過固—液分離步驟，得到凈化的污水和固一液濃縮物(化學污泥)，達到化學除磷的目的。
根據化學沉析反應的基礎，為了生成磷酸鹽化合物，用於化學除磷的化學葯劑主要是金屬鹽葯劑和氫氧化鈣(熟石灰)。許多高價金屬離子葯劑投加到污水中後，都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物。出於經濟原因，用於磷沉析的金屬鹽葯劑主要是Fe3+、Al3+和Fe2+鹽和石灰。這些葯劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。二價鐵鹽僅當污水中含有氧，能被氧化成三價鐵鹽時才能使用。Fe2+在實際中為了能被氧化常投加到曝氣沉砂池或採用同步沉析工藝投加到曝氣池中，其效果同使用Fe3+一樣，反應式如式2、3。
Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6～7 式2
Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5～5.5 式3
與沉析反應相競爭的反應是金屬離子與OH的反應，所以對於各種不同的金屬鹽產品應注意的是金屬的離子量，反應式如式4、5。
Al3++3OH-→Al(OH)3↓ 式4
Fe3++3OH-→Fe(OH)3 式5
金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體，這對於沉析產物的絮凝是有利的，同時還會吸附膠體狀的物質、細微懸浮顆粒。需要注意的是有機物在以化學除磷為目的化學沉析反應中的沉析去除是次要的，但在分離時有機性膠體以及懸浮物的凝結在絮凝體中則是決定性的過程。
沉析效果是受PH值影響的，金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH的影響。對於鐵鹽最佳PH值范圍為5.0～5.5，對於鋁鹽為6.0～7.0，因為在以上PH值范圍內FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽葯劑會給污水和污泥處理還會帶來益處，比如會降低污泥的污泥指數，有利於沼氣脫硫等。
由於金屬鹽葯劑的投加會使污水處理廠出水中的Cl-或SO2-4離子含量增加。如果沉析葯劑溶液中另外含有酸的話，則需特別加以注意。
投加金屬鹽葯劑後相應會降低污水的鹼度，這也許會對凈化產生不利影響。當在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時，必須考慮對硝化反應的影響。
另外，如果污水處理廠污泥用於農業，使用金屬鹽葯劑除磷時必須考慮鋁或者鐵負荷對農業的影響。
除了金屬鹽葯劑外，氫氧化鈣也用作沉析葯劑。在沉折過程中，對於不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是Ca2+，而是OH-離子，因為隨著pH值的提高，磷酸鈣的溶解性降低，採用Ca(OH)2除磷要求的pH值為8.5以上。磷酸鈣的形成是按反應式6進行的：
5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓ pH ≥8.5 式6
但在pH值為8.5到10.5的范圍內除了會產生磷酸鈣沉析外，還會產生碳酸鈣，這也許會導致在池壁或渠、管壁上結垢，反應式如式7。
Ca2++CO32-→CaCO3 式7
與鈣進行磷酸鹽沉析的反應除了受到PH值的影響，另外還受到碳酸氫根濃度(鹼度)的影響。在一定的PH值惰況下，鈣的投加量是與鹼度成正比的。
對於軟或中硬的污水，採用鈣沉析時，為了達到所要求的PH值所需要的鈣量是很少的，具有強緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。
化學沉析工藝是按沉析葯劑的投加地點來區分的，實際中常採用的有：前沉析、同步沉析和後沉析或在生物處理之後加絮凝過濾。
(1)前沉析
前沉析工藝的特點是沉析葯劑投加在沉砂池中，或者初次沉澱池的進水渠(管)中，或者文丘里渠(利用渦流)中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉析產物(大塊狀的絮凝體)則在一次沉澱池中通過沉澱而被分離。如果生物段採用的是生物濾池，則不允許使Fe2+葯劑，以防止對填料產生危害(產生黃銹)。
前沉析工藝(如圖2所示)特別適合於現有污水處理廠的改建(增加化學除磷措施)，因為通過這一工藝步驟不僅可以去除磷，而且可以減少生物處理設施的負荷。常用的沉析葯劑主要是生灰和金屬鹽葯劑。經前沉析後剩餘磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/1，完全能滿足後續生物處理對磷的需要。
(2)同步沉析
同步沉析是使用最廣泛的化學除磷工藝，在國外約占所有化學除磷工藝的50%。其工藝是將沉析葯劑投加在曝氣池出水或二次沉澱池進水中，個別情況也有將葯劑投加在曝氣池進水或迴流污泥渠(管)中。目前很多污水廠都採用，如廣州大坦沙污水處理廠三期就是採用的同步沉析，加葯對活性污泥的影響比較小。
(3)後沉析
後沉析是將沉析、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物設施相分離的設施中進行，因而也就有二段法工藝的說法。一般將沉析葯劑投加到二次沉澱池後的一個混合池(M池)中，並在其後設置絮凝池(F池)和沉澱池(或氣浮池)。
對於要求不嚴的受納水體，在後沉析工藝中可採用石灰乳液葯劑，但必須對出水PH值加以控制，比如採用沼氣中的CO2進行中和。
採用氣浮池可以比沉澱池更好地去除懸浮物和總磷，但因為需恆定供應空氣而運轉費用較高。